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PERFECTIONNEMENTS AUX GENERATEURS DE VAPEUR TUBULAIRESo
Cette invention concerne les générateurs de vapeur tubulaires et particulièrement ceux comportant un corps cylindrique de vapeur et de liquide d'où partent un certain nombre de tubes de descente répartis dans le sens longitudinal du corps cylindrique. Lorsque pendant le fonctionnement d'un générateur de vapeur à haute pression, il devient nécessaire d'augmenter la pression et de mettre le générateur en action aussi rapidement que possible, des efforts dangereux peuvent se produire dans le métal d'un corps cylindrique de vapeur et de liquide dont tous les tubes de descente sont raccordés à la partie du corps cylindrique située à l'intérieur de la maçonnerie, du fait que cette partie est chauffée plus rapidement que les parties situées à l'extérieur de la maçonnerie.
On peut réduire ces efforts ou tensions thermiques en raccordant les tubes de descente aux extrémités du corps cylindrique, mais ceci n'est pas désirable pour des raisons d'esthétique et de fabrication.
Dans un générateur de vapeur tubulaire comprenant un corps cylindrique de vapeur et de liquide d'où partent un certain nombre de tubes de descente répartis dans le sens longitudinal du corps cylindrique mais où les tubes de descente situés aux extrémités sont espacés des extrémités du corps cylindrique, on prévoit, suivant l'invention à l'intérieur de ce dernier des dispositifs propres à diriger l'écoulement, qui provoquent un écoulement de liauide véhiculant de la chaleur vers les extrémités du corps cylindrique en tendant à produire pendant les périodes d'élévation de la pression l'égalité des températures entre les extrémités du corps cylindrique et les parties voisines de celui-ci.
L'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés,dans lesquels :
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Fig. 1 montre schématiquement, en coupe verticale longitudinale, une forme d'exécution de générateur de vapeur tubulaire avec tubes de descente répartis longitudinalement.
Fig. 2 est une vue en coupe longitudinale verticale d'une partie du corps cylindrique de vapeur et de liquide du générateur de vapeur, suivant la ligne II-II de la Fig. 3, et montrant l'équipement intérieur;
Figo 3 est une coupe transversale suivant la ligne III-III de la fig. 2, et
Fig. 4 est une vue en plan, partiellement en coupe, de la partie du corps cylindrique représentée sur la fig. 2, le corps cylindrique mais non l'équipement étant représenté en coupe horizontale suivant un plan passant par l'axe longitudinal du corps cylindrique.
Comme le montre plus particulièrement la fig. 1, un corps cylin- drique de vapeur et de liquide 1 est raccordé à des tubes de descente 2 répartis sur une certaine longueur du corps cylindrique à l'intérieur de la maçonnerie du générateur et quelques-uns de ces tubes de descente sont reliés à des collecteurs arrière et avant 3 et 4. D'autres tubes de descente aboutissent à des collecteurs latéraux inférieurs reliés par des parois latérales à garnitures tubulaires du générateur à des collecteurs latéraux supérieurs reliés par des tubes de circulation au corps cylindrique 1. Les collecteurs latéraux, les tubes des parois latérales et les circulateurs (non représentés) sont disposés d'une manière connue.
Des tubes 6, partant du collecteur 3, garnissent la paroi arrière de la chambre de combustion 12 et se terminent au corps cylindrique 1. Quelques-uns des tubes 6 contribuent à former un arc 7 au-dessous d'un parcours de gaz latéral 9 et un écran tubulaire 8 en avant de ce parcours de gaz qui part d'une région supérieure de la chambre de combustion et contient un surchauffeur 10. Des tubes 5 partent du collecteur 4 pour garnir la paroi avant de la chambre de combustion et aboutissent au corps cylindrique 1. La paroi avant est pourvue en des points espacés verticalement de brûleurs à combustible liquide.
Pour plus de simplicité, les figs. 1 et 3 ne montrent que deux rangées de tubes 5 et 6 reliés au corps cylindrique 1, mais il est évident que les tubes de parois et les circulateurs reliés à la décharge dans le corps cylindrique peuvent être disposés en nombre et en rangées convenables quelconques. De même, on n'a représenté qu'une seule rangée de tubes de descente 2, mais si on le désire, on peut en placer plusieurs rangées.
Comme c'est représenté sur les figs. 2 à 4, les tubes reliés au corps cylindrique 1 pour la décharge des courants de vapeur et liquide débouchent dans deux chambres collectrices fermées 13 et 14 situées sur les côtés opposés du corps cylindrique et formées par les tôles, notam- ment les tôles 15, 16, 17 et 18. Les chambres sont reliées par un certain nombre de conduits de transfert 19, convenablement espacés, qui s'étendent circonférentiellement sur une partie de la périphérie inférieure du corps cylindrique et sont répartis longitudinalement sur cette partie du corps cylindrique. Les tubes de descente communiquent avec les espaces situés au fond de ce dernier qui ne sont pas occupés par les conduits de transfert.
Deux rangées de séparateurs centrifuges 20, de préférence du genre dè-ceux représentés sur les figs. 17 à 19 du Brevet n 434.096 de la Demanderesse sont associées respectivement aux chambres collectrices 13 et 14 et desti- nées à décharger la vapeur dans la chambre de vapeur du corps cylindrique et liquide dans la chambre d'eau de ce dernier. Des laveurs ou scrubbers
21, disposés respectivement au-dessus des sorties de vapeur des séparateurs centrifuges, sont montés sur des chicanes 22 placées à une courte distance au-dessus des sorties de vapeur.
Les extrémités du corps cylindrique 1 sont semblables et sont semblablement disposées, et comme le conduit de circulation et la disposi- tion des séparateurs centrifuges, ci-dessous décrits, sont semblables à
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chaque extrémité du corps cylindrique on n'a représenté qu'une seule extré- mité. Les figs. 2 et 4 montrent qu'un tube de descente d'extrémité 2a est situé à une certaine distance de l'extrémité du corps cylindrique et qu'une partie à l'extrémité de ce dernier dépasse le mur de la maçonnerie 23 du générateur de vapeur. L'extrémité 24 du corps cylindrique, de forme bombée, est assemblée par une soudure circonférentielle 25 à la partie cylindrique du corps.
Au fond du corps cylindrique se trouve un conduit de circulation
26 possédant une ouverture d'entrée 27 au-dessous du niveau du liquide situé dans le corps cylindrique et près de l'extrémité 24 de celui-ci, et des sor- ties 28a, 28b et 28c communiquant respectivement avec les tubes de descente
2a, 2b et 2c. L'entrée 27 est évasée et située à proximité de la soudure circonférentielle 25. Le conduit de circulation 26 est soudé aux conduits de transfert 19 sur lesquels il passe et les conduits de transfert adjacents contribuent à former les sorties 28a, 28b et 28c.
Le séparateur centrifuge 20a à l'extrémité de chaque rangée pré- sente une goulotte de décharge 29 agencée pour diriger vers l'extrémité
24 du corps cylindrique le liquide déchargé par le séparateur. Des sépara- teurs centrifuges pourvus de ces goulottes de décharge sont décrits dans le Brevet N 465.450 de la Demanderesse.
Pendant le fonctionnement du générateur de vapeur le liquide qui circule dans les tubes de descente 2a, 2b et 2c est tiré d'une région située a proximité de l'extrémité 24 du corps cylindrique par le dispositif dirigeant l'écoulement constitué par le conduit de circulation 26. En outre, les séparateurs centrifuges 20a déchargent le liquides des goulot- tes 29 vers l'extrémité du corps cylindrique. Il en résulte que le liqui- de chaud se rend vers l'extrémité de celui-ci, de telle sorte que le degré de chauffage de la partie d'extrémité du corps cylindrique pendant les périodes d'accroissement de la pression augmente et que la possibilité du ) développement de tensions thermiques dangereuses est évitée.
Lorsque les tubes de descente sont raccordés au corps cylindri- que en plusieurs rangées, longitudinales formant des rangées circonféren- tielles de tubes de descente, un tube de descente au moins peut être déta- ché du conduit de circulation dans la rangée ou chaque rangée circonféren- tielle où une liaison est établie avec ce conduit. Dans une telle disposi- tion, par exemple, chaque rangée circonférentielle comprend trois tubes de descente et chaque conduit de circulation est relié à deux tubes de des- cente de chacune des trois rangées circonférentielles les plus rapprochées d'une extrémité du corps cylindrique.
REVENDICATIONS.
1. - Générateur de vapeur tubulaire, comprenant un corps cylin- drique de vapeur et liquide d'où partent un certain nombre de tubes de descente répartis longitudinalement par rapport au corps cylindrique mais dont les tubes de descente des extrémités sont situés à une certaine distance des extrémités du corps cylindrique, caractérisé en ce que des dispositifs susceptibles de diriger la circulation sont prévus dans le corps cylindrique pour provoquer un écoulement du liquide véhiculant la chaleur vers les extrémités de celui-ci en tendant ainsi à assurer pendant les périodes d'accroissement de la pression une égalité de la température entre les parties à l'extrémité du corps cylindrique dépourvues de tubes de descente et les parties voisines de ce corps cylindrique.
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IMPROVEMENTS TO TUBULAR STEAM GENERATORS o
This invention relates to tubular steam generators and particularly to those comprising a cylindrical body of steam and liquid from which a number of down pipes distributed in the longitudinal direction of the cylindrical body emerge. When during the operation of a high pressure steam generator it becomes necessary to increase the pressure and put the generator into action as quickly as possible, dangerous forces can occur in the metal of a cylindrical body of steam. and liquid, all of the downpipes of which are connected to the part of the cylindrical body located inside the masonry, because this part is heated more quickly than the parts located outside the masonry.
These thermal stresses or stresses can be reduced by connecting the downpipes to the ends of the cylindrical body, but this is not desirable for aesthetic and manufacturing reasons.
In a tubular steam generator comprising a cylindrical body of steam and liquid from which a number of down pipes distributed in the longitudinal direction of the cylindrical body originate, but where the down pipes at the ends are spaced from the ends of the cylindrical body , according to the invention there are provided, within the latter, devices suitable for directing the flow, which cause a flow of the aid conveying heat towards the ends of the cylindrical body, tending to produce during periods of elevation of the pressure the equality of the temperatures between the ends of the cylindrical body and the neighboring parts of this one.
The invention will be described below, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which:
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Fig. 1 schematically shows, in longitudinal vertical section, an embodiment of a tubular steam generator with down tubes distributed longitudinally.
Fig. 2 is a view in vertical longitudinal section of a part of the cylindrical body of vapor and liquid of the vapor generator, taken along the line II-II of FIG. 3, and showing the interior equipment;
Figo 3 is a cross section taken along the line III-III of fig. 2, and
Fig. 4 is a plan view, partially in section, of the part of the cylindrical body shown in FIG. 2, the cylindrical body but not the equipment being shown in horizontal section along a plane passing through the longitudinal axis of the cylindrical body.
As shown more particularly in FIG. 1, a cylindrical body of vapor and liquid 1 is connected to down pipes 2 distributed over a certain length of the cylindrical body inside the masonry of the generator and some of these down pipes are connected to rear and front manifolds 3 and 4. Other downpipes lead to lower side manifolds connected by side walls with tubular liners of the generator to upper side manifolds connected by circulation tubes to the cylindrical body 1. The side manifolds , the side wall tubes and the circulators (not shown) are arranged in a known manner.
Tubes 6, starting from the manifold 3, line the rear wall of the combustion chamber 12 and terminate at the cylindrical body 1. Some of the tubes 6 contribute to forming an arc 7 below a lateral gas path 9 and a tubular screen 8 in front of this gas path which starts from an upper region of the combustion chamber and contains a superheater 10. Tubes 5 leave from the manifold 4 to line the front wall of the combustion chamber and terminate in the cylindrical body 1. The front wall is provided at vertically spaced points with liquid fuel burners.
For simplicity, figs. 1 and 3 show only two rows of tubes 5 and 6 connected to the cylindrical body 1, but it is obvious that the wall tubes and the circulators connected to the discharge in the cylindrical body can be arranged in any suitable number and rows. Likewise, only one row of downpipes 2 has been shown, but if desired, several rows can be placed.
As shown in Figs. 2 to 4, the tubes connected to the cylindrical body 1 for the discharge of the vapor and liquid streams open into two closed collecting chambers 13 and 14 located on the opposite sides of the cylindrical body and formed by the sheets, in particular the sheets 15, 16, 17 and 18. The chambers are connected by a number of transfer conduits 19, suitably spaced, which extend circumferentially over a part of the lower periphery of the cylindrical body and are distributed longitudinally over this part of the cylindrical body. The downpipes communicate with the spaces at the bottom of the latter which are not occupied by the transfer conduits.
Two rows of centrifugal separators 20, preferably of the type shown in Figs. 17 to 19 of the Applicant's Patent No. 434,096 are associated respectively with the collecting chambers 13 and 14 and intended to discharge the vapor in the vapor chamber of the cylindrical body and liquid in the water chamber of the latter. Washers or scrubbers
21, respectively arranged above the steam outlets of the centrifugal separators, are mounted on baffles 22 placed a short distance above the steam outlets.
The ends of the cylindrical body 1 are similar and are similarly arranged, and as the circulation duct and the arrangement of the centrifugal separators, described below, are similar to
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each end of the cylindrical body only one end has been shown. Figs. 2 and 4 show that an end drop tube 2a is located a certain distance from the end of the cylindrical body and that a part at the end of the latter protrudes from the masonry wall 23 of the steam generator . The end 24 of the cylindrical body, of convex shape, is assembled by a circumferential weld 25 to the cylindrical part of the body.
At the bottom of the cylindrical body is a circulation duct
26 having an inlet opening 27 below the liquid level in and near the end 24 of the cylindrical body, and outlets 28a, 28b and 28c communicating respectively with the down tubes
2a, 2b and 2c. The inlet 27 is flared and located close to the circumferential weld 25. The circulation duct 26 is welded to the transfer ducts 19 over which it passes and the adjacent transfer ducts contribute to forming the outlets 28a, 28b and 28c.
The centrifugal separator 20a at the end of each row has a discharge chute 29 arranged to direct towards the end.
24 of the cylindrical body the liquid discharged by the separator. Centrifugal separators provided with such discharge chutes are described in Applicant's Patent No. 465,450.
During the operation of the steam generator the liquid which circulates in the down tubes 2a, 2b and 2c is drawn from a region situated near the end 24 of the cylindrical body by the device directing the flow constituted by the duct of circulation 26. Further, the centrifugal separators 20a discharge the liquid from the necks 29 towards the end of the cylindrical body. As a result, the hot liquid travels to the end thereof, so that the degree of heating of the end portion of the cylindrical body during periods of increasing pressure increases and the temperature increases. possibility of the development of dangerous thermal stresses is avoided.
When the down pipes are connected to the cylindrical body in several longitudinal rows forming circumferential rows of down pipes, at least one down pipe can be detached from the circulation pipe in the row or each circumferential row. - tielle where a link is established with this path. In such an arrangement, for example, each circumferential row comprises three down pipes and each circulation duct is connected to two down pipes of each of the three circumferential rows closest to one end of the cylindrical body.
CLAIMS.
1. - Tubular steam generator, comprising a cylindrical body of steam and liquid from which a certain number of down tubes emerge, distributed longitudinally with respect to the cylindrical body, but whose end down tubes are located at a certain distance of the ends of the cylindrical body, characterized in that devices capable of directing the circulation are provided in the cylindrical body to cause a flow of the liquid conveying the heat towards the ends of the latter, thus tending to ensure during periods of increase of the pressure an equality of the temperature between the parts at the end of the cylindrical body devoid of down tubes and the neighboring parts of this cylindrical body.